【ESP32 IDF】用RMT控制 WS2812 彩色灯带
在上一篇中，老周用 .NET Nano Framework 给大伙伴们演示了 WS2812 灯带的控制，包括用 SPI 和 红外RMT 的方式。利用 RMT 是一个很机灵的方案，不过，可能很多大伙伴对 ESP32 的 RMT 不是很熟悉。除了乐鑫自己的文档，没几个人写过相关的水文，可见这里头空白的水市场很充足，老周一时手痒，就决定再水一篇博文。
不管你有没有做过物联网项目，只要你有关注，你就会发现，当今时尚流行忽悠不擦嘴巴。许多教程就拿个 MicroPython 或者 Arduino，贴几行代码，然后叫你烧录进去看效果。可是，效果看完了，你知道了啥？你学到了啥？你知道这里头做了啥？全 TM 不知。做教程的人只管忽悠，然后就没下文了。这就是它们老喜欢用 Python 的原因。基于脚本语言的特性，很多库都是高度封装的，拿来直接敲几行代码就完事了。写教程的是这样，做培训的也是这样。
用 Arduino 好不好？好，开柜即用；用 MicroPython 好不好？好，开桶即用。这就是现在为什么 Py 流行的原因，做培训的演示起来多起劲，几行代码（估计他们为这几行代码都练了无数次，都背下来了）天天敲，而且这么简单的代码，现场演示也不怕出错，然后告诉你：看看，做 AI，做 Iot 多简单！但是，老周是很 BS 这些人的，只告诉你吃鱼很香，却不告诉你怎么捕的鱼。Python 不是不能用，而是你不能指望凭它来学编程。脚本语言本来就是做辅助用的。
如果你一开始用的是 C 语言，就算你没在做项目，你反而可以坚持玩几年，甚至十几年。哪怕业余玩玩，也能一层一层地挖掘出很多有趣的东西。
还有一种更离谱的观点：Py 适合科研人员，可以快速验证结果。C语言留给开发的苦逼去干。老周认为：做科研的人在底层和基础知识方面更应该比开发的人强，不然你研究个鸵鸟蛋！连基本的原理和细节都搞不清楚，那就是纸上谈兵，洗钱罢了。就像现在某些建筑，某些服装，为什么会出现许多反人类设计；很多产品也是反人类设计？正是因为做设计的人对生产、对技术、对基础原理不了解，闭上眼睛无脑瞎编乱涂。有些设计人员对自己、对产品、对他人也是不负责的，自己设计的东西做出来，也不去试用一下，看看你设想的东西多么不靠谱。
所以，老周写的东西，一直以来都是立足于实际使用的，而不是立足炒作和无脑吹。吹得天花乱坠，如果用起来很难用的东西，老周是不会推荐的。
好了，不小心扯了一堆没用的了。有大伙伴可能说老周这么批别人不会得罪人吗？得不得罪有啥关系呢，老周跟他们又不是一伙的，没有利益关系，他们敢拿导弹轰老周吗？
OK，不扯蛋了。说回 RMT，ESP32 中，一个周期 RMT 消息共 32 位，分两段，每段16位。然后老周给你画个图。
别以为 32 个位这么多能描述一整条消息，不是的，它只描述了一个脉冲周期罢了。你看，这个脉冲是不是被分成了两段？为什么要分成两段？因为这样就能说清楚了：高电平占了多长时间，低电平占了多长时间。也就是说，这一帧的数据包含了两个电平的参数。
1-16 位是第一个电平，前15位表示该电平持续的时间，最后一位（图中的 L）表示电平，1表示高电平，0表示低电平；
17-32 位是第二个电平，前15位表示该电平的时长，最后一位表示电平，1是高，0是低。
举个例子：
0000 1101 0011 0111 0011 1111 0101 1000
先看第一行，最后一位是1，说明是高电平，时长就是 0000 1101 0011 011，不含最后一位。
第二行呢，最后一位是0，说明是低电平，时长就是 0011 1111 0101 100，不含最后一位。
如果整个脉冲全是低电平呢，那就这样：
0000 0000 1111 0110 0000 0000 0110 1010
最后一位都是0，就表明这个周期没有高电平。于是，你能想到，如果一个周期内全是高电平呢，是不是这样？
0000 1111 0101 0011 0000 1000 0110 0111
至于电平的时间长度是单位，这个要看定时器的频率的。还记得吗？上一篇水文中，老周说默认用的是 APB 时钟，80 MHz，假设我们分频后让定时器的频率变成 1 MHz，即 1 000 000 Hz，然后 1s / 1000000 = 0.000001 秒，即 1 微秒（us）/ Tick。那么，这个15位的整数就和微秒数一致。
现在，你明白了 RMT 是怎么描述一个脉冲的了，于是，IDF 中有这么个类型：
typedef union { struct { uint16_t duration0 : 15; uint16_t level0 : 1; uint16_t duration1 : 15; uint16_t level1 : 1; }; uint32_t val; } rmt_symbol_word_t;
咦，这个类型咋这么怪啊？不怪，这种货叫做内联，说人话就是：里面的结构体和 val 的值共用内存。
前面的 struct 有四个字段：
duration0：第一个电平的时长，后面的冒号和15表示它占 15 位；
level0：表示第一个电平值，占一位；
duration1：第二个电平的时长，占 15 位；
level1：第二个电平的值，占一位。
那么，我问你，这四个字段加起来多位，是不是 32 ？val 的类型是 uint32 ，无符号32位整数。前面的结构体和 val 是不是大小相同？都是4个字节？是吧，于是，它们用同一块内存，也就是说，这个 rmt_symbol_word_t 你可以用四个字段去设置它，也可以直接用一个整数去设置。C 语言是直接操作内存的，可以强制转换，在后面调用相关函数时，可以取地址直接赋值给 void* （指针）。
请你记住这个类型，你可以字面翻译为”符号字“，或者叫 RMT 描述符号。记好了，一个符号字只描述一个周期的脉冲哦。要是向 WS2812 发数据，RGB共 24 位，一个灯珠你就要发 24 个 符号字，点亮两个灯就发 48 个符号字。我要点100个灯呢，那就 24*100 呗。你不妨理解为：一个符号字就是代表一个二进制位。有几个二进制位就得发送几个符号。
这里要说明一点：.NET Nano Framework 用的 IDF 是 4xx 的，而目前新的版本是 5xx 的，新旧版本之间在 RMT 操作上有很大区别，函数也不同。不过，原理差不多，说直白一点就是：把内存中的 rmt_symbol_word_t 队列发送出去。
由于版本更新，.NET Nano Framework 后面肯定要适配新版 IDF 的，所以，老周决定用新的版本的方式演示。在新版本 API 中，不需要分频设定了。其实直接设置频率更好，尤其是对初学者，总觉得分频很难懂。不过老周可以把分频总结为：把总线/或CPU/或其他振荡源的频率除以某个数，得到更低的频率。即原来的频率太高了，要降一降。比较，原频 120 MHz，分频系数为 4，那就调整为 120/4 = 30 MHz。树莓派（Raspberry Pi Pico）Pico 的官方SDK中，PWM的频率也是用到了分频。不过小草莓先分频，再计数。先把频率降一下，然后周期性地数 256（0-255），如果计数满 255 重新回到 0，再计数。所以，RPI Pico 的 PWM 频率其实算起来挺麻烦，要考虑分频，还要考虑计数次数。
ESP 32 新的 IDF 直接让你配置频率了，这样更方便更直观。
下面老周说说 RMT API 怎么用。不要听别人造谣，说 IDF 很难用，其实不难用的。毕竟是官方的，功能很全，官方团队直接维护。老周安装 IDF 就没失败过，这里再次强调用两点，保证你能成功安装：1、装好 Python 后，pip 改国内源；2、在 VS Code 的 Esp 插件中下载 IDF时，选乐鑫的服务器，不要选 github。
然后，其他选项你随意。其实它无非就用到两个目录，一个放 IDF 的源码，一个放编译的 tools。然后会设置环境变量 IDF_PATH 等。
下面请记住一个万能规律，不管你用的什么开发板，什么芯片，什么平台，所有外部设备的通信都是这样的流程：
1、配置参数；
2、init（初始化）；
3、加载驱动（一般在 init 时就完成，这一步许多平台可省略）；
4、读/写数据；
5、清理资源。
一、配置阶段
RMT API 定义专门的结构体，用于配置参数。
typedef struct { gpio_num_t gpio_num; rmt_clock_source_t clk_src; uint32_t resolution_hz; size_t mem_block_symbols; size_t trans_queue_depth; int intr_priority; struct { uint32_t invert_out: 1; uint32_t with_dma: 1; uint32_t io_loop_back: 1; uint32_t io_od_mode: 1; } flags; } rmt_tx_channel_config_t;
这是配置发送的，如果接收数据，要用 rmt_rx_channel_config_t，用起来一样，搞懂一个，另一个就懂了。注意，接收和发送的函数是分布在两个头文件中的，发送是 rmt_tx.h，接收是 rmt_rx.h。因为驱动 WS2812 是输出，属于发送模式，咱们只用 rmt_tx_channel_config_t 结构体。
不要看它那么多成员，其实，在实际使用时，咱们不需要全都用，不用的保持默认（不赋值就是了）。
gpio_num：用来发信号的引脚，GPIO 号。这个可用枚举值（在 gpio_num.h 头文件中），如 GPIO_NUM_0 表示 GPIO0，GPIO_NUM_33 表示 GPIO33，也可以直接用整数，如 33、25、8 等。
clk_src：振动的时钟源，可以用 RMT_CLK_SRC_DEFAULT 表示默认值，即用 APB 时钟，80兆那个。一般不用选其他，毕竟不是每个板子都通用，默认是比较通用。
resolution_hz：这个就是直接设置频率了，不用思考分频的事了。
mem_block_symbols：分配内存量，常用 64。注意它的大小不是字节，而是 符号字（rmt_symbol_word_t），就是最开始咱们介绍那个，32位两个阶段那个，描述两个电平时长的。比如，设置64就是分配的内存可以放 64 个符号字，字节是 64 * 4，32位嘛，是吧，前面反复说了。
trans_queue_depth：队列深度，一般不要太大，4 或 8 均可。数据在传输时，不是马上就发出去的，而是放进一个队列中，然后驱动层会调度这个队列，慢慢发（其实很快发完）。设置为4表示队列中可以放（挂起）4条等待传输的符号字。
intr_priority：中断的优先值，非特殊情况保持默认。
另外，此结构体内嵌了一个 flags 结构体。
invert_out：是否电平反向，1表示开启。就是反转电平，比如，本来高的变低，低的变高。这个一般不用；
with_dma：是否走 DAM 通道，不占用CPU运算资源；
io_loop_back：就跟在电脑上 ping 127.0.0.1 一样，“我发给我自己”，即自发自收（在同一引脚上）。这个一般没啥用。
io_od_mode：是否设置为开漏模式。
二、初始化阶段
配置完相关参数后，调用 rmt_new_tx_channel 函数，用已配置的参数创建通信通道。
esp_err_t rmt_new_tx_channel(const rmt_tx_channel_config_t *config, rmt_channel_handle_t *ret_chan);
config 引用配置结构体实例，ret_chan 接收创建的通道句柄，后面在发送数据时要用。所以，在调用此函数前，先声明一个 rmt_channel_handle_t 类型的变量，最后是全局的。
新版 API 虽然精简了许多，但也有缺点：在配置好参数创建通道后，就不能再修改参数了，除非重新初始化。而旧版 API 是可以修改的。
三、启用通道
调用 rmt_enable 函数启用通道。
esp_err_t rmt_enable(rmt_channel_handle_t channel);
channel 就是刚刚创建的通道。这一步很关键，也很容易遗忘。不启用通道的话，是无法接收和发送数据的。如果忘了，你测试来测试去，死活不能工作，你甚至会怀疑自己写错了协议。如果要禁用通道，可以调用 rmt_disable 函数。
esp_err_t rmt_disable(rmt_channel_handle_t channel);
这两个函数都声明在 rmt_common.h 头文件中。
四、创建编码器
创建编码器可以在启用通道之前完成，第【三】、【四】阶段顺序不重要。IDF 内置两个编码器：
1、bytes encoder：就是把你给它的字节数组转换为符号字（前面说过的 rmt_symbol_word）；
2、copy encoder：这玩意儿很玄，如果你看官方文档介绍可能会怀疑人生，不知道说啥。老周用一句话概括：这货就是不处理不转换，你直接把符号字传给它，然后它复制到驱动层的内存中，放入队列准备发送。数据只是被复制，不会修改。这是防止让驱动空间的代码跨空间引用用户代码，那样有内存泄漏的风险，复制数据就不存在跨空间长距离引用，发完就清理。用户代码可能长期保持数据的生命周期。
当然，你可以写自己的编码器（组合使用内置的编码器）。若要自定义，请认识一下 rmt_encoder_t 结构体。
struct rmt_encoder_t { /* 编码时用 */ size_t (*encode)(rmt_encoder_t *encoder, rmt_channel_handle_t tx_channel, const void *primary_data, size_t data_size, rmt_encode_state_t *ret_state); /* 重置编码器参数时用 */ esp_err_t (*reset)(rmt_encoder_t *encoder); /* 清理编码器时用 */ esp_err_t (*del)(rmt_encoder_t *encoder); };
这个结构体的成员都是函数指针，你让它们分别指向你定义的函数，就实现了自定义编码了。这个东西你可能看得很绕，为什么函数的输入参数还要 rmt_encoder_t ？这是因为 C 结构体不能继承，要想实现类开继承的功能，就得定义一个更大的结构体，然后大结构体中引用 rmt_encoder_t，模拟调用基类成员。由于 IDF 支持 C++，为了好用，你不妨用 C++ 类去封装。
看看官方的源码是怎么封装的。
typedef struct rmt_bytes_encoder_t { rmt_encoder_t base; // encoder base class size_t last_bit_index; // index of the encoding bit position in the encoding byte size_t last_byte_index; // index of the encoding byte in the primary stream rmt_symbol_word_t bit0; // bit zero representing rmt_symbol_word_t bit1; // bit one representing struct { uint32_t msb_first: 1; // encode MSB firstly } flags; } rmt_bytes_encoder_t; typedef struct rmt_copy_encoder_t { rmt_encoder_t base; // encoder base class size_t last_symbol_index; // index of symbol position in the primary stream } rmt_copy_encoder_t;
就是定义一个结构体，然后里面有个 base，base 就是 rmt_encoder_t 类型，这就等于从抽象基类派生出 rmt_bytes_encoder和rmt_copy_encoder类型，其他成员则用于参数配置。访问 encode、reset、del 函数指针时就通过 S.base.encode(....) 来调用。当然，你自己写的话不一定要搞那么复杂，就是按 rmt_encoder_t 结构的三个函数指针成员，引其引用你写的函数就行了。
初始化 bytes encoder 使用 rmt_new_bytes_encoder 函数，初始化 copy encoder 使用 rmt_new_copy_encoder 函数。调用函数前，先声明 rmt_encoder_handle_t 类型的变量，该变量会引用创建的编码器，由函数的 ret_encoder 参数赋值。
esp_err_t rmt_new_bytes_encoder(const rmt_bytes_encoder_config_t *config, rmt_encoder_handle_t *ret_encoder); esp_err_t rmt_new_copy_encoder(const rmt_copy_encoder_config_t *config, rmt_encoder_handle_t *ret_encoder);
创建编码器后用变量保存引用，不需要我们手动调用，传输数据时会自动调用。
五、发送数据
发送数据调用 rmt_transmit 函数，参数包括：刚创建的通道、编码器，以及要发送的符号字数组（多个符号字一同推入队列，不必一个一个推）。调用此函数只是把消息放进传输队列，至于是否立即发送，那看队列里面拥不拥挤了，由驱动层自行处理，我们不用管。
如果你不使用中断，但希望等到数据发出去了再执行后面的程序代码，那可以调用 rmt_tx_wait_all_done 函数，它会等待指定的时间，直到数据发送出去才返回。等待时间可以用最大值—— portMAX_DELAY。
六、清理
如果你的程序不是一直发数据，或只是特定时候发送。那传输完数据后应当清理相应的对象。
rmt_del_encoder：清除刚创建的编码器。
rmt_disable：禁用通道。
rmt_del_channel：清除通道。
如果程序一直发数据，可以不清理。
官方有一个示例是用 RMT 驱动灯带的，但那个用了混合编码器，弄得有点复杂，老周这里直接用 copy encoder 复制符号字。符号字咱们自己生成。
先做好初始化工作。
1、声明相关参数。
// 声明区 #define GPIO_NUM 6 // 引脚号 #define TICK_FREQ 10 * 1000000 // 频率 #define LED_NUM 24 // 灯珠数目
这里我把频率设置为 10 MHz，即一 tick 为 0.1 us。因为 WS2812 的电平时长有 0.2-0.8 us，所以要把 Tick 精确到 0.1 us，这样好控制。
2、声明全局变量。
static rmt_channel_handle_t txChannel; /* 编码器 */ static rmt_encoder_handle_t rfEncoder; /* 消息符号 */ static rmt_symbol_word_t zeroSymbol, oneSymbol, resetSymbol; /* 要传输的颜色数据 */ static rmt_symbol_word_t rgbSymbols[24 * LED_NUM] = {0};
注意符号字数组，大小是灯珠数 * 24。为什么24呢？因为 RGB 数据加起来24位，一个符号字只能描述一个位。
zeroSymbol 表示发送 0 时的电平，表示发送 1 时的电平，resetSymbol 是复位电平，每发完一次数据都要一个复位电平，告诉 WS2812 我这儿发送完了。这几个电平信息的初始化代码：
void init_symbols() { // 0码高电平 zeroSymbol.duration0 = 0.4 * (TICK_FREQ / 1000000); zeroSymbol.level0 = 1; // 0码低电平 zeroSymbol.duration1 = 0.8 * (TICK_FREQ / 1000000); zeroSymbol.level1 = 0; // 1码高电平 oneSymbol.duration0 = 0.8 * (TICK_FREQ / 1000000); oneSymbol.level0 = 1; // 1码低电平 oneSymbol.duration1 = 0.4 * (TICK_FREQ / 1000000); oneSymbol.level1 = 0; // 复位信号全为低电平 resetSymbol.duration0 = 25 * (TICK_FREQ / 1000000); resetSymbol.level0 = 0; resetSymbol.duration1 = 25 * (TICK_FREQ / 1000000); resetSymbol.level1 = 0; }
0 码这里设置的是 高电平持续 0.4 us，低电平持续 0.8 us；1 码相反。这里0.3-0.4，0.7-0.8都可以，老周这里设置大一点的值，不容易抽风。如果设置0.3 和 0.7，在 ESP32 Pico 上有时候会抽风（有的灯珠不亮或颜色不对）。
这个时间算的是 tick 周期计数，我们设的频率是每周期 0.1 us，除以1000000 就是一微秒内会 tick 多少次，这里就是 1 us tick 10 次，那么，0.4 us 就是 tick 0.4 * 10 = 4 次。就是这么算出来的。复位信号全是低电平，按数据手册是最少 50us，这里把50分两段，即电平1=25us，电平2=25us，电平值全为0。
那么，RGB 怎么转为符号字呢？WS 2812c 中是 GRB 排列的，其他的芯片可以查资料，或者多次试验来验证顺序。颜色值总共就 24 位，更简洁的方法是用一个 32 位整数来表示一个颜色。发送时从高位开始处理，每处理一位，就向左移一位。直接看代码。
void set_rgb(int index, uint32_t grb) { if (index < 0 || index > LED_NUM - 1) { return; // 索引无效 } // 循环的开始和结束索引 int startIdx = index * 24; int endIdx = startIdx + 24; for (int i = startIdx; i < endIdx; i++) { if (grb & 0x00800000) { // 1 rgbSymbols[i] = oneSymbol; } else { // 0 rgbSymbols[i] = zeroSymbol; } // 左移一位 grb <<= 1; } }
index 是某个灯珠的索引，每一次处理都跟 0x00800000 进行“与”运算，就是确定第 24 位（最高）位是否为1，若为1就用 oneSymbol 变量的值，若为0就用 zeroSymbol 变量的值，赋值一轮后，让颜色值左移一位，就能实现从高位到低位发送了。
下面代码初始化发送通道和编码器。
void init_tx_channel() { rmt_tx_channel_config_t cfg = { // GPIO .gpio_num = GPIO_NUM, // 时钟源：默认是APB .clk_src = RMT_CLK_SRC_DEFAULT, // 分辨率，即频率 .resolution_hz = TICK_FREQ, // 内存大小，指的是符号个数，不是字节个数 .mem_block_symbols = 64, // 传输队列深度，不要设得太大 .trans_queue_depth = 4 // 禁用回环（自己发给自己） //.flags.io_loop_back=0 }; // 调用函数初始化 ESP_ERROR_CHECK(rmt_new_tx_channel(&cfg, &txChannel)); } void init_encoder() { // 目前配置不需要参数 rmt_copy_encoder_config_t cfg = {}; // 创建拷贝编码器 ESP_ERROR_CHECK(rmt_new_copy_encoder(&cfg, &rfEncoder)); }
调用 API 时，可以嵌套在 ESP_ERROR_CHECK 宏中，它会自动检查调用是否成功，不成功就输出错误。
下面代码发送数据。
void send_data() { // 配置 rmt_transmit_config_t cfg = { // 不要循环发送 .loop_count = 0}; // 发送 ESP_ERROR_CHECK(rmt_transmit(txChannel, rfEncoder, rgbSymbols, sizeof(rgbSymbols), &cfg)); // 等待发送完毕 // ESP_ERROR_CHECK(rmt_tx_wait_all_done(txChannel, portMAX_DELAY)); // 发送复位信号 ESP_ERROR_CHECK(rmt_transmit(txChannel, rfEncoder, &resetSymbol, 1, &cfg)); // 等待完成 ESP_ERROR_CHECK(rmt_tx_wait_all_done(txChannel, portMAX_DELAY)); }
在 app_main 函数中，先显示红色，一秒后显示蓝色，再过一秒显示绿色。
while (1) { // 红色 for (i = 0; i < LED_NUM; i++) { set_rgb(i, COLOR_U32(0xff, 0x0, 0x0)); } send_data(); // 延时 vTaskDelay(1000 / portTICK_PERIOD_MS); // 蓝色 for (i = 0; i < LED_NUM; i++) { set_rgb(i, COLOR_U32(0x0, 0x0, 0xff)); } send_data(); // 延时 vTaskDelay(1000 / portTICK_PERIOD_MS); // 绿色 for (i = 0; i < LED_NUM; i++) { set_rgb(i, COLOR_U32(0x0, 0xff, 0x0)); } send_data(); // 延时 vTaskDelay(1000 / portTICK_PERIOD_MS); }
vTaskDelay 是 RTOS 系统移植函数，表示当前任务延时。注意这个延时函数的参数不是秒或毫秒，而是“跑多少圈” Tick。portTICK_PERIOD_MS 表示一毫秒 Tick 的步数。为什么是相除，不是相乘？这个，老周举一个不太恰当的例子：假如你跑一圈有 2000 步，现在我要你跑 8000 步，问你要跑几圈 ？答案就是 8000 / 2000 = 4 圈。就是这样。
这些 RTOS 函数在包含头文件时得小心，你得先包含 FreeRTOS.h，然后再包含其他头文件，否则容易报错。
下面是完整代码：
#include <stdlib.h> #include <string.h> #include "driver/rmt_common.h" #include "driver/rmt_encoder.h" #include "driver/rmt_types.h" #include "driver/rmt_tx.h" #include "freertos/FreeRTOS.h" #include "freertos/task.h" // 声明区 #define GPIO_NUM 6 // 引脚号 #define TICK_FREQ 10 * 1000000 // 频率 #define LED_NUM 24 // 灯珠数目 // #define DELAY_MS 20 // 延时 // 将RGB转为GRB整数 #define COLOR_U32(r, g, b) ( \ (uint32_t)g << 16 | \ (uint32_t)r << 8 | \ (uint32_t)b) // 变量区 /* 发送通道 */ static rmt_channel_handle_t txChannel; /* 编码器 */ static rmt_encoder_handle_t rfEncoder; /* 消息符号 */ static rmt_symbol_word_t zeroSymbol, oneSymbol, resetSymbol; /* 要传输的颜色数据 */ static rmt_symbol_word_t rgbSymbols[24 * LED_NUM] = {0}; /************* 自定义函数 ******************/ void init_tx_channel() { rmt_tx_channel_config_t cfg = { // GPIO .gpio_num = GPIO_NUM, // 时钟源：默认是APB .clk_src = RMT_CLK_SRC_DEFAULT, // 分辨率，即频率 .resolution_hz = TICK_FREQ, // 内存大小，指的是符号个数，不是字节个数 .mem_block_symbols = 64, // 传输队列深度，不要设得太大 .trans_queue_depth = 4 // 禁用回环（自己发给自己） //.flags.io_loop_back=0 }; // 调用函数初始化 ESP_ERROR_CHECK(rmt_new_tx_channel(&cfg, &txChannel)); } /* 初始化符号 */ void init_symbols() { // 0码高电平 zeroSymbol.duration0 = 0.4 * (TICK_FREQ / 1000000); zeroSymbol.level0 = 1; // 0码低电平 zeroSymbol.duration1 = 0.8 * (TICK_FREQ / 1000000); zeroSymbol.level1 = 0; // 1码高电平 oneSymbol.duration0 = 0.8 * (TICK_FREQ / 1000000); oneSymbol.level0 = 1; // 1码低电平 oneSymbol.duration1 = 0.4 * (TICK_FREQ / 1000000); oneSymbol.level1 = 0; // 复位信号全为低电平 resetSymbol.duration0 = 25 * (TICK_FREQ / 1000000); resetSymbol.level0 = 0; resetSymbol.duration1 = 25 * (TICK_FREQ / 1000000); resetSymbol.level1 = 0; } /* 初始化编码器 */ void init_encoder() { // 目前配置不需要参数 rmt_copy_encoder_config_t cfg = {}; // 创建拷贝编码器 ESP_ERROR_CHECK(rmt_new_copy_encoder(&cfg, &rfEncoder)); } /* 设置颜色 */ void set_rgb(int index, uint32_t grb) { if (index < 0 || index > LED_NUM - 1) { return; // 索引无效 } // 循环的开始和结束索引 int startIdx = index * 24; int endIdx = startIdx + 24; for (int i = startIdx; i < endIdx; i++) { if (grb & 0x00800000) { // 1 rgbSymbols[i] = oneSymbol; } else { // 0 rgbSymbols[i] = zeroSymbol; } // 左移一位 grb <<= 1; } } /* 发送数据 */ void send_data() { // 配置 rmt_transmit_config_t cfg = { // 不要循环发送 .loop_count = 0}; // 发送 ESP_ERROR_CHECK(rmt_transmit(txChannel, rfEncoder, rgbSymbols, sizeof(rgbSymbols), &cfg)); // 等待发送完毕 // ESP_ERROR_CHECK(rmt_tx_wait_all_done(txChannel, portMAX_DELAY)); // 发送复位信号 ESP_ERROR_CHECK(rmt_transmit(txChannel, rfEncoder, &resetSymbol, 1, &cfg)); // 等待完成 ESP_ERROR_CHECK(rmt_tx_wait_all_done(txChannel, portMAX_DELAY)); } void app_main(void) { // 1、初始化通道 init_tx_channel(); // 2、初始化符号 init_symbols(); // 3、初始化编码器 init_encoder(); // 4、使能通道 ESP_ERROR_CHECK(rmt_enable(txChannel)); int i; /* 进入循环 */ while (1) { // 红色 for (i = 0; i < LED_NUM; i++) { set_rgb(i, COLOR_U32(0xff, 0x0, 0x0)); } send_data(); // 延时 vTaskDelay(1000 / portTICK_PERIOD_MS); // 蓝色 for (i = 0; i < LED_NUM; i++) { set_rgb(i, COLOR_U32(0x0, 0x0, 0xff)); } send_data(); // 延时 vTaskDelay(1000 / portTICK_PERIOD_MS); // 绿色 for (i = 0; i < LED_NUM; i++) { set_rgb(i, COLOR_U32(0x0, 0xff, 0x0)); } send_data(); // 延时 vTaskDelay(1000 / portTICK_PERIOD_MS); } }
下面是效果：
补充一下渐变效果。原理是用RGB的终值减去初值，然后各自除以灯珠数，得到一个平均递变的值。在循环时，除第一个和最后一个灯珠外，其他灯珠的颜色都用初值 + 插值 * 索引，就是每个灯珠都依次递增（减），最终趋近终值。
// 初始值 uint8_t r0 = 255, g0 = 0, b0 = 0; // 最终值 uint8_t r1 = 0, g1 = 0, b1 = 255; // 计算要插补的均值 uint8_t ri, gi, bi; ri = (r1 - r0) / LED_NUM; gi = (g1 - g0) / LED_NUM; bi = (b1 - b0) / LED_NUM; // 循环设置灯珠颜色 for (i = 0; i < LED_NUM; i++) { // 如果是第一个灯，直接用初值 if (i == 0) { uint32_t color = COLOR_U32(r0, g0, b0); set_rgb(i, color); continue; } // 如果是最后一个灯，直接用终值 if (i == LED_NUM - 1) { uint32_t c = COLOR_U32(r1, g1, b1); set_rgb(i, c); continue; } // 其他情况，用插值 uint32_t color = COLOR_U32( r0 + i * ri, g0 + i * gi, b0 + i * bi); set_rgb(i, color); } // 发送 send_data(); // 等待3秒 vTaskDelay(3000 / portTICK_PERIOD_MS); // 再来一次 r0 = 204; g0 = 0; b0 = 204; r1 = 0; g1 = 102; b1 = 0; // 计算插入均值 ri = (r1 - r0) / LED_NUM; gi = (g1 - g0) / LED_NUM; bi = (b1 - b0) / LED_NUM; for (i = 0; i < LED_NUM; i++) { if (i == 0) { uint32_t c = COLOR_U32(r0, g0, b0); set_rgb(i, c); continue; } if (i == LED_NUM - 1) { uint32_t c = COLOR_U32(r1, g1, b1); set_rgb(i, c); continue; } uint32_t c = COLOR_U32( r0 + i * ri, g0 + i * gi, b0 + i * bi); set_rgb(i, c); } // 发送 send_data(); // 等待3秒 vTaskDelay(3000 / portTICK_PERIOD_MS);
效果如下图：
由于计算插值的时候没有用浮点数，渐变看起来不太丝滑。
好了，今天就水到这里了。
